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2018年06月11日 14時30分 JST | 更新 2018年06月11日 14時30分 JST

界面におけるイオン輸送

この速い拡散速度が三水和物と表面との対称性の不整合に起因することを見いだしている。

coffeekai via Getty Images

表面や界面におけるイオン輸送は、制限された形状の影響が加わるとともに表面との相互作用の寄与があるため、バルク中よりも複雑になる。

間接的手法によって表面拡散の情報が得られるが、個々のイオンを観察するだけの十分な解像度は得られていない。

今回Y Jiangたちは、走査型トンネル顕微鏡法と非接触原子間力顕微鏡法を用いて個々の水分子とナトリウムイオンを表面で操作して、ナトリウムイオンに1~5個の水分子が配位した5種類のナトリウム水和物を構築し、直接観察している。

著者たちは、水分子を3個持つ水和物が他の水和物よりも数桁速い速度で塩化ナトリウム表面上を拡散し、この速い拡散速度が三水和物と表面との対称性の不整合に起因することを見いだしている。

Nature557, 7707

原著論文:

The effect of hydration number on the interfacial transport of sodium ions

doi: 10.1038/s41586-018-0122-2

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